一种石油用抗高温破乳组合物及其制备方法与流程

1.本发明涉及石油处理技术领域，具体涉及一种石油用抗高温破乳组合物及其制备方法。

背景技术：

2.近年来，随着大部分油田的生产相继进入中后期，以及三次采油、大泵提液等增产技术的应用，原油含水率逐步升高。原油成分中本身存在的天然乳化剂如胶质、沥青质、固体颗粒等，以及驱油过程中加入的各种表面活性剂、聚合物等，导致产出液成分复杂化且油水界面强度明显增大，乳状液稳定性增强，严重影响原油生产、现场处理及集输等过程，导致对原油破乳的需求越来越高。
3.油砂是一种重要的非常规石油资源，由沥青、水、砂及黏土等组成。油砂开采主要方式为蒸汽辅助重力泄油技术，采用上下平行排列的口水平井作为井组，由上面的水平井注入蒸汽加热重油和沥青，加热的重油和沥青在重力的作用下流入下部的水平井，被采出油砂采出液温度高达130-235℃，使得部分破乳剂无法达到预期效果。

技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种石油用抗高温破乳组合物及其制备方法，解决了现阶段石油破乳剂高温脱水效果不好的问题。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
6.一种石油用抗高温破乳组合物的制备方法，具体包括如下步骤：
7.将改性破乳剂分散在乙醇中，加入纳米磁性颗粒，在频率为40-60khz的条件下，超声处理3-5h后，过滤去除滤液，将底物烘干，制得破乳组合物。
8.进一步，所述的改性破乳剂的和纳米磁性颗粒的质量比为10:1。
9.进一步，所述的改性破乳剂由如下步骤制成：
10.步骤a1：将丙烯酰氯、2,7-二溴咔唑、四氢呋喃混合均匀，通入氮气保护，在转速为200-300r/min，温度为25-30℃的条件下，搅拌并加入氢化钠，进行反应6-8h后，加入去离子水猝灭氢化钠，制得中间体1，将中间体1、四乙烯五胺、四氢呋喃混合均匀，在转速为120-150r/min，温度为50-60℃的条件下，搅拌并滴加甲醛溶液，进行反应2-4h，制得中间体2；
11.反应过程如下：
[0012][0013]
步骤a2：将聚乙二醇单甲醚溶于四氯化碳中，加入吡啶和二氯亚砜，在转速为200-300r/min，温度为80-90℃的条件下，回流反应20-25h，过滤去除滤渣，将滤液蒸馏，去除四氯化碳和二氯亚砜，向残留液中加入二氯甲烷和碳酸钾搅拌均匀，再过滤去除滤渣，将滤液加入冰乙醚中，在温度为0-3℃的条件下，保温处理10-15h，过滤去除滤液，制得中间体3；
[0014]
反应过程如下：
[0015][0016]
步骤a3：将中间体2、中间体3、碳酸钾、碘化钾、n,n-二甲基甲酰胺混合均匀，在温度为75-85℃的条件下，进行反应20-25h，制得中间体4，将中间体4、丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、n,n-二甲基甲酰胺混合均匀，通入氮气保护，加入过硫酸钾，在温度为70-80℃的条件下，进行反应6-8h，制得中间体5；
[0017]
反应过程如下：
[0018][0019][0020]
步骤a4：将中间体5、醋酸钾、联硼酸频哪醇酯、二氯化钯、四氢呋喃混合均匀，通入氮气保护，在转速为150-200r/min，温度为90-100℃的条件下，进行反应8-10h，制得中间体6，将中间体5、中间体6、碳酸氢钠、四三苯基膦钯、四氢呋喃、去离子水混合均匀，通入氮气保护，在温度为100-110℃的条件下，回流反应2-3h后，降至室温，将反应液倒入甲醇中，过滤去除滤液，制得改性破乳剂。
[0021]
反应过程如下：
[0022][0023]
进一步，步骤a1所述的丙烯酰氯、2,7-二溴咔唑、氢化钠的摩尔比0.5:0.52:1.23，中间体1、四乙烯五胺、甲醛的用量比为的摩尔比为1:2:2。
[0024]
进一步，步骤a2所述的聚乙二醇单甲醚、吡啶、二氯亚砜、二氯甲烷、碳酸钾的用量比为5mmol:5mmol:15mmol:10ml:1.2g。
[0025]
进一步，步骤a3所述的中间体2、中间体3、碳酸钾、碘化钾的摩尔比1:8:4:8，中间体4、丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的质量比为5:2:15，过硫酸钾的用量为反应物质量的3％。
[0026]
进一步，步骤a4所述的中间体5、醋酸钾、联硼酸频哪醇酯、二氯化钯的摩尔比为2:13.9:4:0.52，中间体5、中间体6、碳酸氢钠、四三苯基膦钯的摩尔比为0.085:0.085:3.53:0.0045。
[0027]
进一步，所述的纳米磁性颗粒由如下步骤制成：
[0028]
将四氧化三铁加入盐酸溶液中，在转速为500-800r/min，温度为25-30℃的条件下，搅拌10-15min后，过滤去除滤液，将底物用去离子水洗涤3-5次后，分散在去离子水中，加入浓氨水，在转速为300-500r/min，温度为20-25℃的条件下，搅拌并加入正硅酸乙酯，调节反应液ph值为8-9，进行反应7-9h后，离心去除滤液，将底物烘干制得纳米磁性颗粒。
[0029]
进一步，所述的四氧化三铁、盐酸溶液、浓氨水、正硅酸乙酯的用量比0.02g:50ml:1ml:0.06g，盐酸溶液的质量分数为0.5％。
[0030]
本发明的有益效果：本发明在制备的一种石油用抗高温破乳组合物的过程中制备一种改性破乳剂和纳米磁性颗粒，该改性破乳剂以2,7-二溴咔唑和丙烯酰氯为原料进行反应，制得中间体1，将中间体1、四乙烯五胺、甲醛进行胺甲基化反应，制得中间体2，将聚乙二醇与二氯亚砜反应，制得中间体3，将中间体2与中间体3反应，制得中间体4，再将中间体4、丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵反应聚合反应，制得中间体5，将中间体5与联硼酸频哪醇酯发生miyaura硼化反应，制得中间体6，将中间体5与中间体6发生suzuki偶联反应，制得改性破乳剂，该改性破乳剂分子为梯形结构，该结构具有很好的耐高温效果，同时大量的苯环结构使得耐高温效果进一步提升，保证了在高温条件下破乳组合物仍然能够有效的达到破乳效果，同时与纳米磁性颗粒复合，使得该破乳组合物能够快速与油体分离，且通过在四氧化三铁纳米颗粒表面附着一层二氧化硅层，防止了纳米磁性颗粒出现团聚，保证了破乳效果。
具体实施方式
[0031]
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0032]
实施例1
[0033]
一种石油用抗高温破乳组合物，由改性破乳剂与纳米磁性颗粒复合制得。
[0034]
该破乳组合物由如下步骤制成：
[0035]
将改性破乳剂分散在乙醇中，加入纳米磁性颗粒，在频率为40khz的条件下，超声处理3h后，过滤去除滤液，将底物烘干，制得破乳组合物。
[0036]
所述的改性破乳剂的和纳米磁性颗粒的质量比为10:1。
[0037]
所述的改性破乳剂由如下步骤制成：
[0038]
步骤a1：将丙烯酰氯、2,7-二溴咔唑、四氢呋喃混合均匀，通入氮气保护，在转速为200r/min，温度为25℃的条件下，搅拌并加入氢化钠，进行反应6h后，加入去离子水猝灭氢化钠，制得中间体1，将中间体1、四乙烯五胺、四氢呋喃混合均匀，在转速为120r/min，温度为50℃的条件下，搅拌并滴加甲醛溶液，进行反应2h，制得中间体2；
[0039]
步骤a2：将聚乙二醇单甲醚溶于四氯化碳中，加入吡啶和二氯亚砜，在转速为200r/min，温度为80℃的条件下，回流反应20h，过滤去除滤渣，将滤液蒸馏，去除四氯化碳和二氯亚砜，向残留液中加入二氯甲烷和碳酸钾搅拌均匀，再过滤去除滤渣，将滤液加入冰乙醚中，在温度为0℃的条件下，保温处理10h，过滤去除滤液，制得中间体3；
[0040]
步骤a3：将中间体2、中间体3、碳酸钾、碘化钾、n,n-二甲基甲酰胺混合均匀，在温度为75℃的条件下，进行反应20h，制得中间体4，将中间体4、丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、n,n-二甲基甲酰胺混合均匀，通入氮气保护，加入过硫酸钾，在温度为70℃的条件下，进行反应6h，制得中间体5；
[0041]
步骤a4：将中间体5、醋酸钾、联硼酸频哪醇酯、二氯化钯、四氢呋喃混合均匀，通入氮气保护，在转速为150r/min，温度为90℃的条件下，进行反应8h，制得中间体6，将中间体5、中间体6、碳酸氢钠、四三苯基膦钯、四氢呋喃、去离子水混合均匀，通入氮气保护，在温度为100℃的条件下，回流反应2h后，降至室温，将反应液倒入甲醇中，过滤去除滤液，制得改性破乳剂。
[0042]
步骤a1所述的丙烯酰氯、2,7-二溴咔唑、氢化钠的摩尔比0.5:0.52:1.23，中间体1、四乙烯五胺、甲醛的用量比为的摩尔比为1:2:2。
[0043]
步骤a2所述的聚乙二醇单甲醚、吡啶、二氯亚砜、二氯甲烷、碳酸钾的用量比为5mmol:5mmol:15mmol:10ml:1.2g。
[0044]
步骤a3所述的中间体2、中间体3、碳酸钾、碘化钾的摩尔比1:8:4:8，中间体4、丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的质量比为5:2:15，过硫酸钾的用量为反应物质量的3％。
[0045]
步骤a4所述的中间体5、醋酸钾、联硼酸频哪醇酯、二氯化钯的摩尔比为2:13.9:4:0.52，中间体5、中间体6、碳酸氢钠、四三苯基膦钯的摩尔比为0.085:0.085:3.53:0.0045。
[0046]
所述的纳米磁性颗粒由如下步骤制成：
[0047]
将四氧化三铁加入盐酸溶液中，在转速为500r/min，温度为25℃的条件下，搅拌10min后，过滤去除滤液，将底物用去离子水洗涤3次后，分散在去离子水中，加入浓氨水，在转速为300r/min，温度为20℃的条件下，搅拌并加入正硅酸乙酯，调节反应液ph值为8，进行反应7h后，离心去除滤液，将底物烘干制得纳米磁性颗粒。
[0048]
所述的四氧化三铁、盐酸溶液、浓氨水、正硅酸乙酯的用量比0.02g:50ml:1ml:0.06g，盐酸溶液的质量分数为0.5％。
[0049]
实施例2
[0050]
一种石油用抗高温破乳组合物，由改性破乳剂与纳米磁性颗粒复合制得。
[0051]
该破乳组合物由如下步骤制成：
[0052]
将改性破乳剂分散在乙醇中，加入纳米磁性颗粒，在频率为50khz的条件下，超声处理4h后，过滤去除滤液，将底物烘干，制得破乳组合物。
[0053]
所述的改性破乳剂的和纳米磁性颗粒的质量比为10:1。
[0054]
所述的改性破乳剂由如下步骤制成：
[0055]
步骤a1：将丙烯酰氯、2,7-二溴咔唑、四氢呋喃混合均匀，通入氮气保护，在转速为200r/min，温度为28℃的条件下，搅拌并加入氢化钠，进行反应7h后，加入去离子水猝灭氢化钠，制得中间体1，将中间体1、四乙烯五胺、四氢呋喃混合均匀，在转速为150r/min，温度为55℃的条件下，搅拌并滴加甲醛溶液，进行反应3h，制得中间体2；
[0056]
步骤a2：将聚乙二醇单甲醚溶于四氯化碳中，加入吡啶和二氯亚砜，在转速为200r/min，温度为85℃的条件下，回流反应23h，过滤去除滤渣，将滤液蒸馏，去除四氯化碳和二氯亚砜，向残留液中加入二氯甲烷和碳酸钾搅拌均匀，再过滤去除滤渣，将滤液加入冰乙醚中，在温度为2℃的条件下，保温处理13h，过滤去除滤液，制得中间体3；
[0057]
步骤a3：将中间体2、中间体3、碳酸钾、碘化钾、n,n-二甲基甲酰胺混合均匀，在温度为80℃的条件下，进行反应23h，制得中间体4，将中间体4、丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、n,n-二甲基甲酰胺混合均匀，通入氮气保护，加入过硫酸钾，在温度为75℃的条件下，进行反应7h，制得中间体5；
[0058]
步骤a4：将中间体5、醋酸钾、联硼酸频哪醇酯、二氯化钯、四氢呋喃混合均匀，通入氮气保护，在转速为180r/min，温度为95℃的条件下，进行反应9h，制得中间体6，将中间体5、中间体6、碳酸氢钠、四三苯基膦钯、四氢呋喃、去离子水混合均匀，通入氮气保护，在温度为105℃的条件下，回流反应2.5h后，降至室温，将反应液倒入甲醇中，过滤去除滤液，制得改性破乳剂。
[0059]
步骤a1所述的丙烯酰氯、2,7-二溴咔唑、氢化钠的摩尔比0.5:0.52:1.23，中间体1、四乙烯五胺、甲醛的用量比为的摩尔比为1:2:2。
[0060]
步骤a2所述的聚乙二醇单甲醚、吡啶、二氯亚砜、二氯甲烷、碳酸钾的用量比为5mmol:5mmol:15mmol:10ml:1.2g。
[0061]
步骤a3所述的中间体2、中间体3、碳酸钾、碘化钾的摩尔比1:8:4:8，中间体4、丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的质量比为5:2:15，过硫酸钾的用量为反应物质量的3％。
[0062]
步骤a4所述的中间体5、醋酸钾、联硼酸频哪醇酯、二氯化钯的摩尔比为2:13.9:4:0.52，中间体5、中间体6、碳酸氢钠、四三苯基膦钯的摩尔比为0.085:0.085:3.53:0.0045。
[0063]
所述的纳米磁性颗粒由如下步骤制成：
[0064]
将四氧化三铁加入盐酸溶液中，在转速为800r/min，温度为28℃的条件下，搅拌13min后，过滤去除滤液，将底物用去离子水洗涤4次后，分散在去离子水中，加入浓氨水，在转速为300r/min，温度为23℃的条件下，搅拌并加入正硅酸乙酯，调节反应液ph值为8.5，进行反应8h后，离心去除滤液，将底物烘干制得纳米磁性颗粒。
[0065]
所述的四氧化三铁、盐酸溶液、浓氨水、正硅酸乙酯的用量比0.02g:50ml:1ml:0.06g，盐酸溶液的质量分数为0.5％。
[0066]
实施例3
[0067]
一种石油用抗高温破乳组合物，由改性破乳剂与纳米磁性颗粒复合制得。
[0068]
该破乳组合物由如下步骤制成：
[0069]
将改性破乳剂分散在乙醇中，加入纳米磁性颗粒，在频率为60khz的条件下，超声处理5h后，过滤去除滤液，将底物烘干，制得破乳组合物。
[0070]
所述的改性破乳剂的和纳米磁性颗粒的质量比为10:1。
[0071]
所述的改性破乳剂由如下步骤制成：
[0072]
步骤a1：将丙烯酰氯、2,7-二溴咔唑、四氢呋喃混合均匀，通入氮气保护，在转速为300r/min，温度为30℃的条件下，搅拌并加入氢化钠，进行反应8h后，加入去离子水猝灭氢化钠，制得中间体1，将中间体1、四乙烯五胺、四氢呋喃混合均匀，在转速为150r/min，温度为60℃的条件下，搅拌并滴加甲醛溶液，进行反应4h，制得中间体2；
[0073]
步骤a2：将聚乙二醇单甲醚溶于四氯化碳中，加入吡啶和二氯亚砜，在转速为300r/min，温度为90℃的条件下，回流反应25h，过滤去除滤渣，将滤液蒸馏，去除四氯化碳和二氯亚砜，向残留液中加入二氯甲烷和碳酸钾搅拌均匀，再过滤去除滤渣，将滤液加入冰乙醚中，在温度为3℃的条件下，保温处理15h，过滤去除滤液，制得中间体3；
[0074]
步骤a3：将中间体2、中间体3、碳酸钾、碘化钾、n,n-二甲基甲酰胺混合均匀，在温度为85℃的条件下，进行反应25h，制得中间体4，将中间体4、丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、n,n-二甲基甲酰胺混合均匀，通入氮气保护，加入过硫酸钾，在温度为80℃的条件下，进行反应8h，制得中间体5；
[0075]
步骤a4：将中间体5、醋酸钾、联硼酸频哪醇酯、二氯化钯、四氢呋喃混合均匀，通入氮气保护，在转速为200r/min，温度为100℃的条件下，进行反应10h，制得中间体6，将中间体5、中间体6、碳酸氢钠、四三苯基膦钯、四氢呋喃、去离子水混合均匀，通入氮气保护，在温度为110℃的条件下，回流反应3h后，降至室温，将反应液倒入甲醇中，过滤去除滤液，制得改性破乳剂。
[0076]
步骤a1所述的丙烯酰氯、2,7-二溴咔唑、氢化钠的摩尔比0.5:0.52:1.23，中间体1、四乙烯五胺、甲醛的用量比为的摩尔比为1:2:2。
[0077]
步骤a2所述的聚乙二醇单甲醚、吡啶、二氯亚砜、二氯甲烷、碳酸钾的用量比为5mmol:5mmol:15mmol:10ml:1.2g。
[0078]
步骤a3所述的中间体2、中间体3、碳酸钾、碘化钾的摩尔比1:8:4:8，中间体4、丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的质量比为5:2:15，过硫酸钾的用量为反应物质量的3％。
[0079]
步骤a4所述的中间体5、醋酸钾、联硼酸频哪醇酯、二氯化钯的摩尔比为2:13.9:4:
0.52，中间体5、中间体6、碳酸氢钠、四三苯基膦钯的摩尔比为0.085:0.085:3.53:0.0045。
[0080]
所述的纳米磁性颗粒由如下步骤制成：
[0081]
将四氧化三铁加入盐酸溶液中，在转速为800r/min，温度为30℃的条件下，搅拌15min后，过滤去除滤液，将底物用去离子水洗涤5次后，分散在去离子水中，加入浓氨水，在转速为500r/min，温度为25℃的条件下，搅拌并加入正硅酸乙酯，调节反应液ph值为9，进行反应9h后，离心去除滤液，将底物烘干制得纳米磁性颗粒。
[0082]
所述的四氧化三铁、盐酸溶液、浓氨水、正硅酸乙酯的用量比0.02g:50ml:1ml:0.06g，盐酸溶液的质量分数为0.5％。
[0083]
对比例1
[0084]
本对比例为中国专利cn111205886a公开的破乳剂。
[0085]
对比例2
[0086]
本对比例为中国专利cn111676053a公开的破乳剂。
[0087]
对比例3
[0088]
本对比例为中国专利cn111718745a公开的破乳剂。
[0089]
将实施例1-3和对比例1-3制得破乳剂分别进行室内原油脱水实验，原油选自胜利油田，分别在原油温度为室温以及90℃的条件下，向100ml原油中加入20mg破乳剂，震荡，置于恒温水浴中，保温处理30min、60min、120min，计算破乳剂的脱水率，结果如下表所示；
[0090][0091]
由上表可知实施例1-3制得脱水剂在室温和90℃脱水率未出现下降，且脱水效果更高。
[0092]
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种石油用抗高温破乳组合物，其特征在于：由改性破乳剂与纳米磁性颗粒复合制得；所述的改性破乳剂由如下步骤制成：步骤a1：将丙烯酰氯、2,7-二溴咔唑、四氢呋喃混合搅拌并加入氢化钠，进行反应后，加入去离子水猝灭氢化钠，制得中间体1，将中间体1、四乙烯五胺、四氢呋喃混合搅拌并滴加甲醛溶液，进行反应，制得中间体2；步骤a2：将聚乙二醇单甲醚溶于四氯化碳中，加入吡啶和二氯亚砜，回流反应，过滤去除滤渣，将滤液蒸馏，去除四氯化碳和二氯亚砜，向残留液中加入二氯甲烷和碳酸钾搅拌均匀，再过滤去除滤渣，将滤液加入冰乙醚中，保温处理，过滤去除滤液，制得中间体3；步骤a3：将中间体2、中间体3、碳酸钾、碘化钾、n,n-二甲基甲酰胺混合反应，制得中间体4，将中间体4、丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、n,n-二甲基甲酰胺混合均匀，通入氮气保护，加入过硫酸钾，进行反应，制得中间体5；步骤a4：将中间体5、醋酸钾、联硼酸频哪醇酯、二氯化钯、四氢呋喃混合反应，制得中间体6，将中间体5、中间体6、碳酸氢钠、四三苯基膦钯、四氢呋喃、去离子水混合回流反应后，降至室温，将反应液倒入甲醇中，过滤去除滤液，制得改性破乳剂。2.根据权利要求1所述的一种石油用抗高温破乳组合物，其特征在于：步骤a1所述的丙烯酰氯、2,7-二溴咔唑、氢化钠的摩尔比0.5:0.52:1.23，中间体1、四乙烯五胺、甲醛的用量比为的摩尔比为1:2:2。3.根据权利要求1所述的一种石油用抗高温破乳组合物，其特征在于：步骤a2所述的聚乙二醇单甲醚、吡啶、二氯亚砜、二氯甲烷、碳酸钾的用量比为5mmol:5mmol:15mmol:10ml:1.2g。4.根据权利要求1所述的一种石油用抗高温破乳组合物，其特征在于：步骤a3所述的中间体2、中间体3、碳酸钾、碘化钾的摩尔比1:8:4:8，中间体4、丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的质量比为5:2:15，过硫酸钾的用量为反应物质量的3％。5.根据权利要求1所述的一种石油用抗高温破乳组合物，其特征在于：步骤a4所述的中间体5、醋酸钾、联硼酸频哪醇酯、二氯化钯的摩尔比为2:13.9:4:0.52，中间体5、中间体6、碳酸氢钠、四三苯基膦钯的摩尔比为0.085:0.085:3.53:0.0045。6.根据权利要求1所述的一种石油用抗高温破乳组合物的制备方法，其特征在于：具体包括如下步骤：将改性破乳剂分散在乙醇中，加入纳米磁性颗粒，在频率为40-60khz的条件下，超声处理3-5h后，过滤去除滤液，将底物烘干，制得破乳组合物。

技术总结

本发明公开了一种石油用抗高温破乳组合物及其制备方法，将改性破乳剂分散在乙醇中，加入纳米磁性颗粒，在频率为40-60kHz的条件下，超声处理3-5h后，过滤去除滤液，将底物烘干，制得破乳组合物。该改性破乳剂分子为梯形结构，该结构具有很好的耐高温效果，同时大量的苯环结构使得耐高温效果进一步提升，保证了在高温条件下破乳组合物仍然能够有效的达到破乳效果，同时与纳米磁性颗粒复合，使得该破乳组合物能够快速与油体分离，且通过在四氧化三铁纳米颗粒表面附着一层二氧化硅层，防止了纳米磁性颗粒出现团聚，保证了破乳效果。保证了破乳效果。